Conform modelului orbitalilor creat de Linus Pauling în 1960, legătura covalentă care formează moleculele apar prin fuziunea sau interpenetrarea orbitalelor incomplete ale elementelor implicate în Legătură. Astfel, se concluzionează că dacă elementul are un orbital incomplet (cu un singur electron), acesta poate face doar o legătură covalentă. Dacă are doi orbitali incompleti, poate face maximum două conexiuni și așa mai departe.
Cu toate acestea, uitați-vă la orbitalele atomice ale atomului elementului carbon, care are numărul atomic egal cu 6 (Z = 6):
Rețineți că are doi orbitali incompleti, deci ar trebui să efectueze cel mult două legături. Cu toate acestea, nu asta se întâmplă cu el. După cum mulți știu, carbonul face patru legături (este tetravalent), deci acest model de orbital nu explică cazul carbonului.
Pentru a pune capăt acestui impas, a fost creată o nouă teorie care explica mai bine această problemă: Teoria hibridizării.
Aceasta înseamnă că hibridizarea este un „amestec” de orbitali puri.
Pentru carbon există trei tipuri de hibridizare, care sunt: sp3, sp2 și sp.
Pentru a înțelege cum se produce hibridizarea, să ne uităm la primul tip de hibridizare a carbonului, tipul sp.3:
Acest tip de hibridizare are loc în molecula de metan (CH4). Rețineți că există patru legături covalente identice între carbon, care este elementul central, și patru hidrogeni. Deci, vezi care este orbitalul hidrogen incomplet:
Deoarece fiecare hidrogen are un orbital incomplet de tip s, este necesar să mai primim un electron, adică fiecare face o singură legătură covalentă cu carbonul. De aceea, carbonul trebuie să aibă patru orbitali incompleti. Cum se întâmplă asta? Prin hibridizare.
Când un electron din orbitalul 2s absoarbe energie, acesta trece în orbitalul 2p gol. Astfel, spunem că acest salt al electronului de la 2s la subnivelul 2p este o „promovare” a electronului. În acest fel, carbonul rămâne în starea sa excitată sau activată, cu patru orbitați hibridizați disponibili pentru a realiza legăturile covalente:
Rețineți că orbitalii hibrizi formați sunt echivalenți unul cu celălalt, dar diferiți de orbitalii puri originali.
În acest fel, legătura dintre orbitalul s al fiecăruia dintre cei patru atomi de hidrogen are loc cu acești patru orbitali de carbon hibridizați:
După cum s-a văzut mai sus, molecula de metan are o structură regulată de tetraedru, cu cei patru nori de electroni la fiecare vârf și unghiurile adiacente de 109 ° 28 ’. Deoarece legătura a fost făcută între un orbital s al fiecărui hidrogen și un orbital sp hibridizat3 pentru fiecare conexiune, atunci avem că sunt patru legături sigma s-sp3 (σs-sp3).
De Jennifer Fogaça
Absolvent în chimie
Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/hibridizacao-tipo-sp3.htm
